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Prétraitements chronologie et méthode Le signal de lobjet photographié : Il sagit en fait des photons qui frappent le capteur CCD et qui sont transformés.

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1 Prétraitements chronologie et méthode Le signal de lobjet photographié : Il sagit en fait des photons qui frappent le capteur CCD et qui sont transformés en électrons (en général 50 à 80% des photons sont transformés en électrons), il sagit de linformation vitale pour réaliser notre image finale. Les parasites : Limage brute comporte également dautres informations qui parasitent limage finale. Quels sont les différents « parasites » dune image et comment les éliminer pour nous permettre de traiter celle-ci de manière définitive.

2 Il faut bien comprendre que la moindre trace de « parasite » résultante sera fatale lors du traitement final qui devra tirer parti du moindre photon enregistré.

3 Le prétraitement consiste à extraire la valeur qui représente lintensité lumineuse réellement tombée sur le capteur CCD. blooming bruit Traces de poussières ? Vignettage ?

4 QUELS SONT CES PARASITES ? La précharge ou Offset que nous appellerons « BIAS » : Cette valeur est constante et ne dépend ni du temps de pose ni de la température du capteur CCD. Un bias

5 Le Noir que nous appellerons « DARK » : Il sagit de la valeur des charges thermiques accumulées pendant la pose. Le DARK est dépendant de la température du capteur CCD et du temps de pose. Un dark

6 La Plage de Lumière Uniforme (PLU) que nous appellerons « FLAT » représente deux choses : Les traces de poussières qui se trouvent entre le capteur CCD et loptique. Le vignettage éventuel dû au chemin optique

7 Trace sur loptique ou le filtre Poussière sur le capteur CCD Vignettage

8 Ce vignettage et ces traces de poussières vont avoir comme résultat de diminuer le nombre de photons reçus sur le capteur, cette diminution est le résultat dune multiplication par un multiple inférieur à 1. Par exemple admettons que des photons frappe un pixel avec une valeur de 1, si une poussière qui était devant ce pixel diminue de 20% lentrée des photons, la valeur qui est au départ de 1 ne va laisser entrer que 80% des photons sur ce pixel, soit la valeur 0,8. Afin de rééquilibrer limage nous devrons donc corriger limage brute en la divisant par le flat (image brute /0,8)

9 Les parasites liés à létat du ciel : blooming Trace davion Rayon cosmique 1. Rayons cosmiques 2. Blooming 3. Satellites 4. Avions 5. Lune 6. Pollution lumineuse

10 POURQUOI POSER LONGTEMPS A DE FAIBLES TEMPERATURES Le capteur CCD enregistre durant le temps de pose différentes informations. Dès la première fraction de seconde le BIAS est enregistré, ensuite le signal est enregistré proportionnellement à la durée de la pose et la quantité de bruit ( DARK ) est inversement proportionnelle à la température du capteur, tous les 6 degrés en moins le bruit est divisé par deux. Ce qui veut dire que les longues poses à basse température (valable jusquà -25°) permettent daugmenter le rapport signal/bruit.

11 Température du capteur CCD = -10°

12 Température du capteur CCD = -16°

13 BIAS : Faire des poses au minimum possible, exemple : Avec les CCD Sbig les temps dacquisition seront de 0,1 sec avec lobturateur fermé. (25 poses) DARKS : Faire des poses avec lobturateur fermé et avec le même temps de pose et la même température que les images prétraitées, le plus simple consiste à se confectionner une bibliothèque de DARKS en fonction des saisons et des temps de poses.(7 à 11 poses) BIAS, DARKS, FLATS : COMMENT LES OBTENIR :

14 Cest la partie la plus difficile à mettre en œuvre, la plus petite erreur sera répercutée sur le traitement final. Il est recommandé de faire les flats pour chaque nuit, en effet les poussières ont tendance à se déplacer sur les optiques dune soirée à lautre, de plus la mise au point (qui risque de modifier la grosseur des poussières) et la position du capteur (rotation donc position des poussières devant loptique) sont également modifiés. Plusieurs méthodes dacquisition des flats sont possibles : Dans tous les cas vous devez obtenir un signal de 35 à 50% de la saturation maximum de votre capteur. Les FLATS :

15 Il sagit probablement de la méthode la plus sûre mais vous ne disposez que de peu de temps pour réaliser vos flats, tout au plus quelques minutes où le télescope devra être placé au zénith (position où le ciel est uniforme) monture arrêtée, faites des poses de quelques secondes (de 1 à 5 secondes suivant les filtres) pour obtenir de bons flats. Il est plus simple de réaliser les flats au petit matin car le capteur CCD et le focus sont correctement ajustés par rapport à lobjet qui a été enregistré. Flats réalisés pendant le crépuscule ou laube

16 Vous pouvez vous confectionner une boite à flat vous-même, ceci nest pas très compliqué ou acheter un écran « Adirondack Flat Fielder » que vous pouvez trouver sur le site Le gros avantage de ces outils cest que vous pouvez les utilisez quand vous voulez, linconvénient cest quil faut que la lumière que ces outils diffuse soit la plus uniforme possible pour éviter davoir des « gradients ». Flats réalisés avec une boite à flat ou un écran

17 Boite à flat en position

18 Croquis de la boite à flats

19 Cette méthode est assez simple à mettre en place mais il va être très difficile dobtenir une lumière uniforme, le positionnement de la lampe torche est très délicat à mettre en œuvre pour quil ny ai pas de gradient. Flats réalisés avec un tee-shirt et une lampe de poche

20 Masters bias-darks-flats Une fois que vous avez acquis toutes ces images de BIAS, DARKS et FLAT vous devez les moyenner pour permettre de diminuer le bruit de lecture. Beaucoup de logiciels permettent de compositer les images brutes et de créer des « masters ». Jutilise « Sigma Bêta 11 » de Ray Gralak pour compositer mes images. Vous obtenez donc un MASTER BIAS, un MASTER DARK et un MASTER FLAT qui va vous servir pour faire vos prétraitements.

21 prétraitements

22 Vous pouvez voir dans ce schéma que le DARK est soustrait à limage brute, notre image brute est en une seule opération soustrait en même temps du DARK et du BIAS puisque le DARK était déjà composé lui aussi dun BIAS à lorigine ! La deuxième opération consiste à diviser limage (BRUTE – DARK) par le (FLAT-BIAS), ce qui va rééquilibrer les niveaux ainsi diminués par les poussières et le vignetage. Vous remarquerez que nous avons soustrait le BIAS au FLAT avant de diviser limage. Dans certains cas où le BIAS nest pas très important il nest pas très nécessaire de faire cette opération (cas de la st10xme et de son capteur Kodak KAF3200me) mais dans dautres cas (celui du KAF6303e) il sera indispensable de retirer le BIAS au FLAT avant daller plus loin dans lopération de prétraitement.

23 ALIGNEMENT DES IMAGES Nous nous retrouvons donc avec des images brutes débarrassées de tout bruit de lecture. Rotation de la CCD en cours de pose Mauvais suivi Avant de les compositer il va falloir les aligner les unes aux autres.

24 COMPOSITAGE DES IMAGES Le compositage consiste à additionner les images, cela permet daugmenter le signal et de diminuer le bruit (celui-ci étant aléatoire il ne sera pas additionné comme lest le signal de limage), les traces éventuelles davions ou de satellites, les rayons cosmiques et les pixels chauds vont disparaître. Différents algorithmes de compositage sont disponibles : addition, moyenne, médiane, sigma clipping. Je nutilise que le sigma clipping, cest celui qui me donne les meilleurs résultats.

25 Résumé des actions de prétraitements Compositer les darks Compositer les flats Soustraire les darks aux images brutes Diviser les flats aux images brutes Eliminer les pixels chauds et froids Aligner les images par filtre Compositer les images par filtre Aligner les images compositées pour tous les filtres

26 Addition sigma 37 poses de 30 minutes1 pose de 30 minutes Quelle différence ? : Le bruit bien sûr !

27 1 pose brute de 301 pose prétraitée de poses sigma de 30

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31 Technique du dithering A lheure de lautoguidage, le bruit du signal dimage et les pixels chauds sadditionnent ! Bouger chaque image de quelques pixels permet de limiter le bruit de limage et déliminer les pixels chauds.

32 Résultat final : au fond la couleur cest sympa aussi !

33 conclusion Ne pas sous estimer le prétraitement Ne pas rajouter de bruit dans le prétraitement


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